聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用研究

肖敏　劉偉豪　李敏儀　陳洪

【摘 要】研究了聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用，確定了最佳的絮凝條件。

【關(guān)鍵詞】聚丙烯酰胺；澄清作用；刺梨提取液

刺梨分布在我國的亞熱帶以及溫帶地區(qū)，年產(chǎn)量超過1500噸。果實、根皮、莖皮可供食用及藥用，刺梨提取液中的營養(yǎng)成分對人體健康有著重要的作用。

絮凝劑的使用越來越廣泛，絮凝劑除了用于糖漿的澄清外，利用其絮凝的機(jī)理也可以將它運(yùn)用于對刺梨提取液的澄清。通過絮凝法對刺梨提取液中含有的大量果膠質(zhì)、單寧、酚類物質(zhì)以及金屬離子進(jìn)行絮凝，防止這些物質(zhì)在刺梨果汁的加工以及貯藏過程中引起褐變和二次渾濁.能夠改善傳統(tǒng)工藝（酸提醇沉法）留下的問題如提取液穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生二次沉淀；有效成分損失較大，藥用價值不高等問題，有效成分能得以保留。本文就聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用進(jìn)行了研究。

1 實驗部分

1.1 材料儀器及試劑

材料：刺梨（采自廣西桂林，晾干，粉碎備用）

試劑：甲醇、濃硫酸、碳酸氫鈉、聚丙烯酰胺、葡萄糖、鹽酸、苯酚

儀器：AUY120型電子天平，SHZ-DIII型循環(huán)真空泵，UV-1800PC紫外分光光度計，DF-IOIS型集熱式恒溫磁力攪拌器。

1.2 試驗方法

1.2.1 刺梨溶液的提取

稱取刺梨粉末10.0g，按1：25料液比g/mL（水）回流提取3h，過濾，真空泵中濃縮，將所得濃縮液定容至250 mL，備用。

1.2.2 不同濃度刺梨稀釋液的配制方法

用移液管分別移取5份5.0ml由上述方法得到的刺梨提取液于容量瓶中，分別稀釋定容到50ml（稀釋10倍），100ml（稀釋20倍），150ml（稀釋30倍），200ml（稀釋40倍），250ml（稀釋50倍），備用。

1.2.3 刺梨提取液多糖含量測定

多糖含量測定采用苯酚-硫酸法[1]。

1.2.4 1.0%絮凝劑的配制方法[2]

1.2.5 絮凝效果的判斷方法及依據(jù)[3]

本實驗主要目的是除去刺梨多糖提取液中蛋白質(zhì)等雜質(zhì)以達(dá)到澄清效果。用苯酚-硫酸法來檢測絮凝前后多糖的含量。絮凝劑的絮凝效果主要是通過沉降試驗來評價其好壞。確定最佳凝聚劑的用量，選擇的標(biāo)準(zhǔn)是最大限度地保留多糖，并最大可能地除去雜質(zhì)，達(dá)到澄清的目的。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 絮凝劑用量對絮凝效果影響

從稀釋至40倍的刺梨提取液中分別移取五份40mL，調(diào)pH至5.0，分別加入濃度為1.0%的絮凝劑（mL）0.5、1.0、1.5、2.0、2.5。于35℃，攪拌速度50r/min，反應(yīng)1.5h，觀察絮凝狀況。抽濾除去沉淀，量取2.0mL濾液并在λ=490nm下測量吸光度。結(jié)果如表1。

實驗表明，絮凝劑加入量是影響絮凝過程的重要因素，絮凝劑有在相應(yīng)條件下的最佳投入量，低于或者高于這個值都會使得提取液的絮凝澄清效果變差。由表1可知，當(dāng)聚丙烯酰胺的加入量達(dá)到一定值時，澄清效果和絮凝沉淀達(dá)到最佳。得出的最佳條件：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的絮凝劑的量為1.0 mL（絮凝劑與稀釋液體積比為1：40）。

2.1.2 溫度對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調(diào)pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL，絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40。攪拌速度為50r/min，于溫度（℃）30、35、40、45、50下，反應(yīng)1.5h。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結(jié)果如表2。

絮凝前的吸光度為0.363 Abs，從表2中可以看出，隨著體系溫度的逐漸升高，吸光度先升高而后降低，而絮凝沉淀則先增多后減少，當(dāng)溫度在35℃時吸光度最高，而在30℃和40℃時，絮凝沉淀都較多。得出的最佳條件為：反應(yīng)溫度為35℃。

2.1.3 pH對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，（原刺梨提取液的pH大概為3.5，而稀釋后的刺梨提取液pH為5.0左右），濃度1.0%的絮凝劑1.0mL，（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。調(diào)pH值分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0。于35℃，攪拌速度50r/min，反應(yīng)1.5小時。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結(jié)果如表3。

絮凝前的吸光度為0.361Abs，由表3可知，隨著體系pH的逐漸升高，吸光度先升高而后降低，絮凝沉淀量先增多后減少，當(dāng)pH為5.0時吸光度最高，絮凝沉淀量最多。得出的最佳條件：刺梨提取液最佳反應(yīng)的pH為5.0。

2.1.4 攪拌速度對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調(diào)pH至5.0，分別加入濃度為1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃，攪拌速度（r/min）分別為30、40、50、60、70，反應(yīng)1.5h，觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度，結(jié)果如表4。

絮凝前的吸光度為0.357Abs，從表4中可以看出，隨著攪拌速度的加快，吸光度先升高而后降低，而沉淀量則是先增多后減少。得出的最佳條件為：攪拌速度為50r/min。

2.1.5 絮凝時間對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調(diào)pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃、攪拌速度50r/min，絮凝時間（h）分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5。觀察絮凝狀況，同上，測其濾液吸光度。結(jié)果如表5。

絮凝前的吸光度為0.346Abs，如表5所示，隨著時間的增加，提取液的吸光度先升高后降低，而絮凝沉淀量緩慢增加。但從0.5小時到1小時之間，絮凝沉淀量增加的比較多，1小時后沉淀量基本不變。由此，綜合考慮提取液的吸光度以及絮凝沉淀量，得出的最佳條件：絮凝時間為1.5小時。

2.1.6 絮凝劑對不同濃度的提取液的影響

從配制好的不同濃度的刺梨稀釋液中各移取40mL，調(diào)pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃、攪拌速度50r/min，反應(yīng)1.5h。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結(jié)果如表6。

由表6可看出絮凝劑對濃度大的提取液影響更大，提取液濃度高時，有大量絮凝沉淀物產(chǎn)生。稀釋倍數(shù)為10，20，30的提取液的絮凝量差不多，估計是絮凝劑的量不夠而造成的。綜上所述最佳條件為：刺梨提取液稀釋的倍數(shù)為40倍。

2.2 正交實驗

2.2.1 正交試驗結(jié)果

根據(jù)以上的單因素實驗結(jié)果，由于攪拌速度對絮凝效果影響并不大，因此可在攪拌速度為50r/min、絮凝劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%（稀釋至40倍的刺梨提取液，絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）情況下，選用絮凝劑加入量、絮凝溫度、絮凝時間和pH四個因素以及相應(yīng)的三水平進(jìn)行正交實驗，見表7。結(jié)果見表8。

由表8可以看出，當(dāng)絮凝劑的量為1.0mL、反應(yīng)溫度為35℃、反應(yīng)時間為1.5h、pH為5時，刺梨提取液吸光度最大，并且刺梨提取液有較多的沉淀。影響刺梨提取液吸光度主次關(guān)系為絮凝劑的加入量>pH>絮凝溫度>絮凝時間，因此影響刺梨提取液澄清率最顯著的因素是加入絮凝劑的量。由此確定最佳工藝為：聚丙烯酰胺的加入量1mL，絮凝溫度為35℃，絮凝時間為1.5h， pH為5.0。

2.2.2 驗證性實驗結(jié)果

從稀釋至40倍的刺梨提取液中分別移取3份40mL的提取液。濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。溫度35℃，pH5.0，時間1.5h，攪拌速度為50r/min，結(jié)果見表9。

3 結(jié)論

（1）采用聚丙烯酰胺工藝對刺梨提取液進(jìn)行處理， 可以起到較好的去除雜質(zhì)、提高澄明度的作用，且原材料和能耗低， 對糖等有效成份的保留率高。

（2）通過單因素實驗以及正交實驗可得澄清刺梨提取液的最佳工藝為：

濃度為1.0%的絮凝劑聚丙烯酰胺， 加入至刺梨的稀釋液中（將料液比為1：25（g/mL）刺梨水提液，稀釋40倍），絮凝劑與稀釋液體積比1：40，在pH5.0，溫度35℃，絮凝1.5h，攪拌速度50r/min。澄清效果最佳，且對有效成分多糖的影響較小。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張青，張?zhí)烀?苯酚-硫酸比色法測定多糖含量[J].山東食品科技，2004（7）：17- 18.

[2]李堅斌，雷光鴻.糖用絮凝劑實驗室評價及使用量確定[J].廣西蔗糖，1998（12）.

[3]舒娜，芮漢明.凝聚劑和絮凝劑在火龍果色素提取中的運(yùn)用[J].2003（5）77-79.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]